Wetterstation mit ESP DHT11/DHT22 und OLED – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Inhalt

6 Minuten

Kategorie: Anzeigemodule, Temperatur messen

Schlagwörter: DHT, OLED

Ziel des Projekts

Mit dem Sensor DHT11/DHT22 werden Temperatur und Luftfeuchtigkeit gemessen, das Ergebnis wird auf einem OLED angezeigt. Die über einen Zeitserver ermittelte Zeit wird ebenfalls auf dem OLED dargestellt. Als Mikrocontroller wird ein ESP verwendet.

Pinbelegung der Mikrocontroller (Beispiele)

I²C–Pins der Mikrocontroller

Board installieren

Installiere mit dem Boardverwalter das passende Board:

Das Programm

Erläuterungen zum Quellcode

das Programm verwendet die Funktion WiFiMulti
das WLAN-Netzwerk mit der besten Signalstärke wird automatisch verbunden
ab Zeile 22 werden die verfügbaren WiFi-Netze als Werte-Paar definiert:
SSID des Routers/Repeaters, Passwort
WiFiNetzwerke.addAP("Router_SSID", "xxxxxxxx"); WiFiNetzwerke.addAP("Repeater_1", "xxxxxxxx");
die Synchronisation mit dem NTP-Server kann etwas Zeit in Anspruch nehmen
kommt nach 60 Sekunden keine Verbindung zustande, wird das Programm beendet
Liste der Zeitzonen 🔗https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv
#define Zeitzone “CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03”
Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück
CEST = Central European Summer Time von
M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr
bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr
Elemente der Struktur tm der Bibliothek time.h
tm_hour -> Stunde: 0 bis 23
tm_min -> Minuten: 0 bis 59
tm_sec -> Sekunden 0 bis 59
tm_mday -> Tag 1 bis 31
tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)
tm_year -> Jahre seit 1900
tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres
tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)
der Pin und der Typ des DHT-Sensors muss angepasst werden

Bibliotheken und Variable

#include "WiFi.h"
#include "time.h"
#include "U8g2lib.h"
#include "DHT.h"
#include "WiFiMulti.h"
WiFiMulti WiFiNetzwerke;

// OLED initialisieren
U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C oled(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE);

// Pin des Sensors anpassen
int SENSOR_DHT = 13;

//Sensortyp anpassen
// DHT11
// #define SensorTyp DHT11

// DHT22
#define SensorTyp DHT22

// Sensor einen Namen zuweisen
DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp);

// NTP-Server aus dem Pool
#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr
time_t aktuelleZeit;

tm Zeit;

boolean Start = true;
int Stunden, Minuten, Sekunden;

unsigned long Zeitmessung = 0;

#include "WiFi.h"

#include "time.h"

#include "U8g2lib.h"

#include "DHT.h"

#include "WiFiMulti.h"

WiFiMulti WiFiNetzwerke;

// OLED initialisieren

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C oled(U8G2_R0, U8X8_PIN_NONE);

// Pin des Sensors anpassen

int SENSOR_DHT = 13;

//Sensortyp anpassen

// DHT11

// #define SensorTyp DHT11

// DHT22

#define SensorTyp DHT22

// Sensor einen Namen zuweisen

DHT dht(SENSOR_DHT, SensorTyp);

// NTP-Server aus dem Pool

#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr

time_t aktuelleZeit;

tm Zeit;

boolean Start = true;

int Stunden, Minuten, Sekunden;

unsigned long Zeitmessung = 0;

Der setup-Teil

void setup() 
{
  // OLED starten
  oled.begin();

  // Zeichenfarbe weiß
  oled.setDrawColor(1);

  // horizontale Schrift
  oled.setFontDirection(0);

  Serial.begin(9600);

  // Parameter für die zu ermittelnde Zeit
  configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

  oled.setCursor(0, 20);
  oled.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);
  oled.print("WiFi verbinden");
  oled.sendBuffer();

  // verfügbare WiFi-Netzwerke
  WiFiNetzwerke.addAP("Router", "xxxxxxxx");
  WiFiNetzwerke.addAP("Repeater-1", "xxxxxxxx");
  WiFiNetzwerke.addAP("Repeater-2", "xxxxxxxx");
 
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.setSleep(false);
  WiFi.setAutoReconnect(true);

  if (WiFiNetzwerke.run() == WL_CONNECTED)
  {  
    Serial.println("WiFi verbunden ...");
  }

  oled.setCursor(0, 40);
  oled.print("WiFi verbunden");
  oled.sendBuffer();
 
  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);
  
  // Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit
  configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);
 
  Serial.println("aktuelle Zeit holen");
 
  oled.setCursor(0, 60);
  oled.print("Zeit holen");
  oled.sendBuffer();
  oled.clearBuffer();  
  
  int Zaehler = 0;
  
  // beim Start entspricht das Datum der Unixtime: 1.1.1970
  // das Datum soll erst angezeigt werden, wenn es korrekt ist
  String Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);
 
  // String Jahr nach "1970" durchsuchen
  int Suche = Jahr.indexOf("1970");    
  
  // solange die Suche nicht erfolgreich ist
  // maximal 60 Sekunden
  while (Suche != -1  && Zaehler < 60)
  {
    // aktuelle Zeit holen
    time(&aktuelleZeit);
  
    // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
    localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);
    Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);
  
    // String Jahr nach "1970" durchsuchen
    Suche = Jahr.indexOf("1970");
    delay(1000);
    Zaehler ++;
  }
 
  // Status der Verbindung
  if(Suche == -1) 
  {
    oled.setCursor(0,20);
    oled.print(WiFi.SSID());
    oled.setCursor(0,40);
    oled.print(WiFi.localIP());
    oled.setCursor(0,60);
    oled.print(WiFi.RSSI());
    oled.sendBuffer();
    oled.clearBuffer(); 
  }
  delay(3000);

  // DHT starten
  dht.begin();

  time(&aktuelleZeit);
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);
  Stunden = Zeit.tm_hour, Minuten = Zeit.tm_min, Sekunden = Zeit.tm_sec;
  
  Zeitmessung = millis() + 1000;
}

100

101

void setup()

{

// OLED starten

oled.begin();

// Zeichenfarbe weiß

oled.setDrawColor(1);

// horizontale Schrift

oled.setFontDirection(0);

Serial.begin(9600);

// Parameter für die zu ermittelnde Zeit

configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

oled.setCursor(0, 20);

oled.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);

oled.print("WiFi verbinden");

oled.sendBuffer();

// verfügbare WiFi-Netzwerke

WiFiNetzwerke.addAP("Router", "xxxxxxxx");

WiFiNetzwerke.addAP("Repeater-1", "xxxxxxxx");

WiFiNetzwerke.addAP("Repeater-2", "xxxxxxxx");

WiFi.mode(WIFI_STA);

WiFi.setSleep(false);

WiFi.setAutoReconnect(true);

if (WiFiNetzwerke.run() == WL_CONNECTED)

{

Serial.println("WiFi verbunden ...");

}

oled.setCursor(0, 40);

oled.print("WiFi verbunden");

oled.sendBuffer();

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

// Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit

configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

Serial.println("aktuelle Zeit holen");

oled.setCursor(0, 60);

oled.print("Zeit holen");

oled.sendBuffer();

oled.clearBuffer();

int Zaehler = 0;

// beim Start entspricht das Datum der Unixtime: 1.1.1970

// das Datum soll erst angezeigt werden, wenn es korrekt ist

String Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);

// String Jahr nach "1970" durchsuchen

int Suche = Jahr.indexOf("1970");

// solange die Suche nicht erfolgreich ist

// maximal 60 Sekunden

while (Suche != -1 && Zaehler < 60)

{

// aktuelle Zeit holen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);

// String Jahr nach "1970" durchsuchen

Suche = Jahr.indexOf("1970");

delay(1000);

Zaehler ++;

}

// Status der Verbindung

if(Suche == -1)

{

oled.setCursor(0,20);

oled.print(WiFi.SSID());

oled.setCursor(0,40);

oled.print(WiFi.localIP());

oled.setCursor(0,60);

oled.print(WiFi.RSSI());

oled.sendBuffer();

oled.clearBuffer();

}

delay(3000);

// DHT starten

dht.begin();

time(&aktuelleZeit);

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

Stunden = Zeit.tm_hour, Minuten = Zeit.tm_min, Sekunden = Zeit.tm_sec;

Zeitmessung = millis() + 1000;

}

Die Funktion DatenAnzeigen()

Im loop-Teil wird die Funktion DatenAnzeigen aufgerufen:

void DatenAnzeigen() 
{
  // Zeit jede Minute mit Zeitserver synchronisieren
  time(&aktuelleZeit);
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);
  Stunden = int(Zeit.tm_hour), Minuten = int(Zeit.tm_min), Sekunden = int(Zeit.tm_sec);

  // Temperatur
  String Temperatur = String(dht.readTemperature());
  Temperatur.replace(".", ",");

    // Luftfeuchtigkeit
  String Luftfeuchtigkeit = String(dht.readHumidity());
  Luftfeuchtigkeit.replace(".", ",");

  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

  // horizontale Linie
  oled.setCursor(2, 20);

  // Zeit anzeigen
  oled.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);

  if (Zeit.tm_hour < 10) oled.print("0");
  oled.print(Zeit.tm_hour);
  oled.print(":");

  if (Zeit.tm_min < 10) oled.print("0");
  oled.print(Zeit.tm_min);
  oled.drawHLine(1, 25, oled.getDisplayWidth());
  oled.setCursor(2, 43);
  oled.print(Temperatur);
  oled.print((char)176);
  oled.print("C");

  oled.setCursor(2, 63);
  oled.print(Luftfeuchtigkeit +"%");
  oled.sendBuffer();
  oled.clearBuffer();
}

void DatenAnzeigen()

{

// Zeit jede Minute mit Zeitserver synchronisieren

time(&aktuelleZeit);

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

Stunden = int(Zeit.tm_hour), Minuten = int(Zeit.tm_min), Sekunden = int(Zeit.tm_sec);

// Temperatur

String Temperatur = String(dht.readTemperature());

Temperatur.replace(".", ",");

// Luftfeuchtigkeit

String Luftfeuchtigkeit = String(dht.readHumidity());

Luftfeuchtigkeit.replace(".", ",");

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

// horizontale Linie

oled.setCursor(2, 20);

// Zeit anzeigen

oled.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);

if (Zeit.tm_hour < 10) oled.print("0");

oled.print(Zeit.tm_hour);

oled.print(":");

if (Zeit.tm_min < 10) oled.print("0");

oled.print(Zeit.tm_min);

oled.drawHLine(1, 25, oled.getDisplayWidth());

oled.setCursor(2, 43);

oled.print(Temperatur);

oled.print((char)176);

oled.print("C");

oled.setCursor(2, 63);

oled.print(Luftfeuchtigkeit +"%");

oled.sendBuffer();

oled.clearBuffer();

}

Der loop-Teil

void loop()
{
  // Start = true
  // -> Zeit einmalig synchronisieren
  if (Start)
  {
    Start = false;
    DatenAnzeigen();
  }

  // Sekunden weiter zählen
  if (Zeitmessung < millis())
  {
    Zeitmessung += 1000;
    Sekunden++;
 
    if (Sekunden == 60)
    {
      DatenAnzeigen();
    }
  }
}

void loop()

{

// Start = true

// -> Zeit einmalig synchronisieren

if (Start)

{

Start = false;

DatenAnzeigen();

}

// Sekunden weiter zählen

if (Zeitmessung < millis())

{

Zeitmessung += 1000;

Sekunden++;

if (Sekunden == 60)

{

DatenAnzeigen();

}

Ziel des Projekts

Pinbelegung der Mikrocontroller (Beispiele)

Board installieren

Das Programm

Erläuterungen zum Quellcode

Bibliotheken und Variable

Der setup-Teil

Die Funktion DatenAnzeigen()

Der loop-Teil

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